up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله زمين شناسي مهندسي PDF
QR code - زمين شناسي مهندسي

زمين شناسي مهندسي

مباني زمين شناسي مهندسي

مباني زمين شناسي مهندسي ريشه لغوي
زمين شناسي مهندسي از دو کلمه Engineering به معني مهندسي و Geology به معني زمين شناسي گرفته شده است.
ديد کلي
زمين شناسي مهندسي ضمن بررسي تاثير «محيط زمين شناسي» بر سازه‌هاي مهندسي يا زمين شناسي مهندسي ، راه‌حلهاي مناسبي جهت کاهش يا برطرف نمودن خطرات احتمالي ارائه مي‌دهد. بايد توجه داشت که محيط زمين شناسي اطراف يک سازه به دو صورت با آن در ارتباط است. يکي توسط مصالح زمين شناسي ، يعني سنگ ، خاک و آب ، ديگري فرآيندها و مخاطرات زمين شناسي مثل سيل ، زمين لرزه ، حرکات دامنه‌اي و مانند آن. برخي از مولفين زمين شناسي مهندسي را سهوا به جاي «ژئوتکنيک» به کار مي‌برند. بطور کلي زمين شناسي مهندسي به توسط روشهاي اکتشافي متنوع تاثير محيط زمين شناسي اطراف را بر سازه مهندسي يا پروژه عمراني تعيين مي کند. همچنين نقش احداث سازه را در تحريک و تغيير رفتار زمين مشخص مي سازد.
تاريخچه و سير تحولي
* از قرنها پيش معماران و سازندگان بناها بر اين نکته معترف بودند که براي جلوگيري از نشست، کج شدن يا فرو ريختن ساختمانشان محتاج آگاهي از شرايط زمين هستند. البته ساختمانهاي قديمي همواره با توجه به تجربيات سازنده بنا و اغلب به روش آزمون و خطا احداث مي‌شد. در سال 1776 و زماني که «کولن» براي اولين بار تئوريهاي مربوط به فشار زمين را ارائه داد، استفاده از روشهاي تحليلي در بررسي زمين آغاز شد.
بررسي‌هاي کولن بر روي ديواره‌هاي حائل نشان داد که وقتي ديوار حائلي کج مي‌شود، گوه‌اي از خاک ناپايدار در پشت آن ايجاد مي‌گردد که يک طرف آن ، ديوار و سمت ديگر آن يک سطح گسيختگي است. کولن فشار اوليه وارده به ديوار را به وزن گوه و مقاومت برشي در امتداد سطح برش ، که برحسب اصطکاک داخلي بيان نمود، مربوط کرد. در سال 1871 «اتو مور» فرضيه‌اي عمودي براي مقاومت مصالح زمين شناسي در برابر گسيختگي ارائه داد.
* سالها گذشت تا آنکه «ترزاقي» مکانيک خاک را به صورت شاخه‌اي از مهندسي عمران مطرح نمود. دانش مکانيک خاک با اولين کنفرانس بين المللي در مورد مکانيک خاک و مهندسي پي که در سال 1936 ميلادي در دانشگاه هاروارد آمريکا برگزار شد، در سطح جهاني تثبيت گرديد.
* از سالهاي دور مهندسان و زمين شناسان مفاهيم مربوط به رفتار مکانيکي سنگها را در معدن‌کاري و صنعت نفت به کار مي‌گرفتند، ولي اين رشته تا اوايل دهه 60 ميلادي مخصوصا تا سال 1996 که اولين کنفرانس بين المللي مکانيک سنگ در شهر ليسبون پرتغال برگزار شد، هنوز به طور رسمي به عنوان شاخه‌اي از دانش مهندسي به حساب نمي‌آمد.
* واژه «ژئوتکنيک» اولين بار در سال 1948 ميلادي توسط انستيتوي مهندسان ساختمان بريتانيا به کار گرفته شد و به تدريج مفهوم آن غناي بيشتري يافت، تا اينکه در سال 1974 «مهندسي ژئوتکنيک» به عنوان رشته‌اي خاص توسط انجمن مهندسان ساختمان ايالات متحده امريکا نيز به رسميت شناخته شد. امروزه واژه ژئوتکنيک به مفهوم مجموعه‌اي مشتمل بر سه دانش مکانيک خاک ، مکانيک سنگ و زمين شناسي مهندسي به کار گرفته مي‌شود.
مفاهيم کليدي زمين شناسي مهندسي
زمين و سازه‌هاي مهندسي :
سازه‌هاي مهندسي صرفنظر از آن که ما آن را مجموعا «محيط شناسي» مي‌ناميم ، تاثير مي‌پذيرند. شايد بتوان عناصر تشکيل دهنده محيط زمين شناسي را به نحو زير به چهار جز مختلف تقسيم کرد:
* «فرآيندهاي زمين شناسي» ، چون فرسايش ، رسوب گذاري ، زمين لرزه و آتشفشان
* «ساختمانهاي زمين شناسي» ، چون لايه بندي ، گسلها ، کوه يا دره يک رود
* «مواد زمين شناسي» ، چون سنگ و خاک و آب و هوا
* «زمان» ، که همه چيز در ارتباط با آن در تغيير دائم است.
مواد و مصالح زمين شناسي از ديدگاه مهندسي
مواد جامد و طبيعي تشکيل دهنده ، بخشهاي خارجي زمين را به دو گروه اصلي سنگ و خاک تقسيم مي‌کنند.
* سنگ :
از نقطه نظر زمين شناسي ، سنگ به موادي از پوسته زمين اطلاق مي‌شود که از يک يا چند کاني که با يکديگر پيوند يافته‌اند، درست شده است.
* خاک :
خاک توده‌اي از ذرات يا دانه‌هاي منفصل يا داراي پيوند سست است که بر اثر هوازدگي سنگ بطور بر جا تشکيل شده است درجه سخت و سنگ شدگي خاک ناچيز تا صفر بوده و در بسياري موارد حاوي مواد آلي است و گياهان مي‌توانند بر روي آن رشد کنند.
* ژئوديناميک :
يکي از وظايف مهم زمين شناسي مهندسي تشخيص احتمال وقوع فرآيندهاي ژئوديناميکي ، مثل سيل و زمين لرزه ، که شايد بتوان آنها را «بلاياي زمين شناسي» نيز ناميد، قادرند ضمن ايجاد تلفات جاني ، خسارات جبران ناپذيري نيز به سازه مهندسي وارد آورند. مهندساني که در پروژه‌هاي عمراني و ساختماني فعاليت دارند، بايد از شرايط طبيعي که منجر به بروز اين مشکلات مي‌شود، آگاهي داشته باشند، تا به اين وسيله بتوانند احتمال رخداد هر يک از آنها را در محدوده سازه مورد نظر برآورد نمايند.
نقش زمين شناسي مهندسي و مسئوليت‌هاي حرفه‌اي
زمين شناسي مهندسي واقعيت‌هاي علمي مشاهده شده يا اندازه گيري شده را که سرشت فيزيکي يگانه پوسته زمين را توصيف مي‌کند به صورت اطلاعات زمين شناسي در مي‌آورد و اين اطلاعات را بر تشخيص مرز محدوديت‌هاي مهم فيزيکي که مي‌تواند در طراحي ، ساخت و نگهداري هر پروژه مهندسي موثر باشد به دانسته‌هاي مهندسي تبديل مي‌کند. زمين شناسي مهندسي با ايفاي اين نقش ويژگيهاي زمين شناختي محل اجراي پروژه را که در صورت داشتن شرايط نامطلوب سبب افزايش هزينه و در صورت داشتن شرايط مطلوب سبب کاهش هزينه خواهند شد، مشخص مي‌کند. بدين ترتيب زمين شناسي مهندسي را مي‌توان صاحب حرفه‌اي دو سويه نگر در نظر گرفت که از يک سو فرآيندهاي زمين شناسي را در نظر دارد و از طرفي محصولات مهندسي مورد نظر اوست. بطورکلي مسئوليت‌هاي حرفه‌اي او را بصورت زير مي‌توان خلاصه کرد:
* توصيف محيط زمين شناختي مربوط به پروژه مهندسي
* توصيف مواد زمين ، توزيع آنها ، و ويژگيهاي فيزيکي- شيميايي آنها
* استنتاج پيشينه رويدادهاي موثر در زمين مواد
* پيش بيني رويدادهاي آتي و شرايطي که مي‌تواند ايجاد شود.
* توصيه مواد معرف براي نمونه برداري و آزمون
* توصيه نحوه‌هاي کار و عمل با مواد و فرآيندهاي گوناگون زمين ، توصيه يا ارائه معيارهاي طراحي استخراج بخصوص در مورد زاويه شيبهاي برش در موادي که آزمون مهندسي آنها نامناسب بوده است، يا در جاهايي که عناصر زمين شناسي عامل کنترل پايداري هستند.
* وارسي حين کار ساختماني براي تحقيق شرايط.

تغييرات آب و هوايي زمين عصر يخبندان در خلال تاريخ، آب و هواي زمين بار ها دستخوش تغييرات اساسي شده است. بين ۸۰۰ تا ۶۰۰ ميليون سال پيش در طي دوره اي به ...

● مقدمه زمين ، سومين سياره نزديک به خورشيد و بزرگترين سياره در ميان سيارات دروني است. ساختار دروني زمين مثل ساير سيارات دروني از يک هسته داخلي و يک هس ...

هيدرولوژي يا آب شناسي از دو کلمه Hydro به معني آب و Logos به معني شناسايي گرفته شده است. ديد کلي هيدرولوژي علمي است که در مورد پيدايش خصوصيات و نحوه ت ...

خون شناسي به مطالعه سلولهاي خوني و انعقاد مي پردازد. اين علم مقدار و ساختمان و عمل سلولهاي خوني ، پيش سازهاي سلولهاي خوني را در مغز استخوان ، ساختار ه ...

شناخت زلزله تعريف زلزله مردم عامي درکلامي ساده زلزله راحرکت ناگهاني زمين ناشي ازخشم نيروهاي ماوراء الطبيعه وخدايان مي دانند که بر بندگان عاصي وعصيانگر ...

معمولاً وقتي از شدت درجه ريشتر (Richter) صحبت مي شود، تمام اطلاعات مربوط به شدت يک زلزله ارائه مي شود. زلزله اي که در تابستان سال ۱۹۹۸ قسمتي از افغانس ...

وجود ۱۵۰۰ آتشفشان در کره زمين فوران توده هاي بزرگي از خاکستر در ايسلند در اثر فعال شدن يکي از آتشفشان هاي خفته اين منطقه باعث شده است نشريه علمي لايو ...

در حاليکه اطلاعات اندکي تاکنون در باره مرکز کره زمين در اختيار بوده است، هم اکنون داده هاي مربوط به زمين لرزه ها ثابت مي کند که مرکزي ترين و دروني تري ...

دانلود نسخه PDF - زمين شناسي مهندسي